LeetCode 238 计算数组除自己外的元素乘积

本文介绍了一种不使用除法计算数组中每个元素的乘积,除了自身位置外的所有其他元素的乘积的方法。该算法避免了直接相除可能出现的除数为零的问题,并通过两遍扫描确保了O(n)的时间复杂度。
class Solution {
public:
    vector<int> productExceptSelf(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size();
        vector<int> res(n, 1); // res有n个元素,值为1
        if(n <= 1){
            return nums;
        }
        for(int i = 1; i < n; i++){ // res={1, n0, n0n1, n0n1n2};
            res[i] = res[i-1] * nums[i-1];
        }
        int right = 1;
        for(int i = n-2; i >= 0; i--){
            right *= nums[i+1]; // right = n3,n3n2,n3n2n1
            res[i] = res[i]*right;
        }
        return res;
    }
};

### 问题分析 LeetCode238 题要求我们构造一个数组,使得每个元素 `answer[i]` 等于原数组 `nums[i]` 之所有元素乘积。题目限制不能使用法,并且时间复杂度必须为 O(n)。 如果采用暴力双重循环的方法,则时间复杂度会达到 O(n²),在大规模输入时会导致超时[^2]。因此需要一种更高效的策略。 ### 解题思路 一种常见且高效的做法是利用两个辅助数组: - **左乘积数组**:记录每个元素左侧所有元素乘积。 - **右乘积数组**:记录每个元素右侧所有元素乘积。 最终结果数组就是左右乘积相乘的结果。该方法的时间复杂度和空间复杂度均为 O(n)。 为了满足不使用额空间的要求(输出数组),可以将左右乘积计算过程合并到结果数组中进行优化。 ### C语言实现代码如下: ```c int* productExceptSelf(int* nums, int numsSize, int* returnSize) { *returnSize = numsSize; int *result = (int *)malloc(numsSize * sizeof(int)); // 初始化第一个元素为1,因为第一个元素左侧没有元素 result[0] = 1; // 计算每个元素左侧的乘积 for (int i = 1; i < numsSize; ++i) { result[i] = result[i - 1] * nums[i - 1]; } // 使用临时变量保存右侧乘积,从右向左遍历 int rightProduct = 1; for (int i = numsSize - 1; i >= 0; --i) { result[i] = result[i] * rightProduct; rightProduct *= nums[i]; } return result; } ``` ### 关键点说明 - **初始化**:首先设置 `result[0] = 1`,因为第一个元素左边没有数。 - **左乘积计算**:从索引 1 开始,每次用前一个位置的 `result` 值乘以当前索引前面的 `nums` 元素值。 - **右乘积与结果整合**:从右往左遍历,使用一个变量 `rightProduct` 来保存右边元素乘积,并将其乘入 `result[i]` 中。 - **空间优化**:整个过程中只使用了一个结果数组和一个临时变量,从而实现了 O(1) 额空间复杂度(不包括输出数组)。 ###
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